Раздел 1. Тезисы установочных лекций
1. Экология — это наука о взаимодействии живых организмов со средой их обитания.
Классическая экология выросла из биологии. Современная экология базируется на данных таких наук, как химия, физика, математика, геология, география и т.д. (Экология вобрала в себя данные этих наук.)
Биология Экология
химия, физика, математика, геология, и т.д.
2. Земля, как любая планета, имеет состоящую из нескольких частей оболочку. Оболочка Земли образована сферами. По направлению из космоса к центру Земли выделяют следующие сферы: атмосферу( воздушная оболочка Земли) , гидросферу (водная оболочка), литосферу (земная кора ) — (внешние оболочки), а также мантию (внутреннюю оболочку)и ядро.
3. Примерно 3,4 — 4,5 млрд. лет назад в оболочке Земли возникла тонкая жизненная пленка — биосфера. Биосфера (от лат. «биос» — жизнь) — это область существования живых организмов. Это геологическая оболочка Земли вместе с населяющими ее живыми организмами: животными, растениями, микроорганизмами.
4. Эволюция биосферы — образование жизни из неживой материи. В настоящее время выделяют новое состояние, возникшее в результате эволюции биосферы биотехносферу. Биотехносфера — новое состояние биосферы, возникшее в результате изменения природной среды человеком.
Человек при помощи разума должен сбалансировать процессы между обществом и средой. Тогда, согласно учению выдающего русского ученого Владимира Ивановича Вернадского, произойдет постепенное превращение биосферы в ноосферу — сферу разума, высшую стадию развития биосферы, этап развития биосферы, характеризующийся разумным регулированием взаимоотношения человека и природы.
5. Элементарной структурной единицей биосферы является биогеоценоз. Биогеоценоз — это совокупность на определенном участке земной поверхности компонентов живой и неживой природы, обменивающихся веществом и энергией как между собой, так и с другими явлениями природы.
Экосистемой называется безразмерная устойчивая система живых и неживых компонентов природы, в которой осуществляется внешний и внутренний круговорот веществ и энергии.
6. В любом биогеоценозе можно выделить две составляющие:
- совокупность факторов живой природы – биотоп, и экотоп — состав воздуха, почвы, рельеф местности и т.д.;
- совокупность живых организмов, населяющих биотоп — биоценоз.
Совокупность биогеоценозов образует биом — более крупную единицу биосферы. Биом — совокупность биоценозов, между которыми происходит интенсивный обмен веществом и энергией. Пр.: тайга, тундра) 7. В биосфере осуществляется непрерывный круговорот веществ и энергии. Органическое вещество на Земле образуется в основном зелеными растениями под воздействием солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Фотосинтез — это химическая реакция образования органического вещества и свободного кислорода из простых неорганических веществ под воздействием энергии Солнца. При этом энергии солнечного излучения преобразуется в энергию химических связей, т.е. происходит накопление энергии в органическом веществе. 8. Органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза, характеризуются высоким запасом внутренней энергии. Но эта энергия недоступна для непосредственного использования в реакциях, протекающих в живых тканях. Дыхание — это процесс, обратный фотосинтезу, при котором энергия органического вещества переводится в активную форму и может быть использована организмом.9. Кроме растений, синтез органического вещества присущ некоторым бактериям. Хемосинтез — синтез органического вещества бактериями, сопровождающийся окислением простых неорганических веществ.10. Не все живые организмы способны получать энергию непосредственно от Солнца. Живые организмы образуют цепи питания — трофические цепи (от лат. «трофе» — питаюсь). Перенос энергии пищи от ее источника — растений — через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, называется трофической (пищевой) цепью. По положению в трофической цепи организмы делятся на продуцентов, консументов и редуцентов. Продуценты создают первичное органические вещество, продуцируя его из неорганического. Консументы — это организмы, питающиеся созданным продуцентами органическим веществом. Редуценты перерабатывают отходы жизнедеятельности продуцентов и консументов, образуя замкнутый цикл органического вещества.11. По трофической цепи происходит передача энергии Солнца от продуцентов к другим звеньям. При этом усваиваемая растениями энергия Солнца переходит в энергию связей органического вещества. Организмы-потребители (консументы) питаются органическим веществом продуцентов и усваивают энергию их органического вещества, часть которой расходуется на построения собственного органического вещества, а часть рассеивается в процессах дыхания, теплообмена, движения и т.д. При помощи пищевых цепей в экосистеме образуется непрерывный поток энергии. В процессе этого некоторая часть энергии рассеивается (теряется) в виде тепла, поэтому необходима постоянная компенсация рассеянной энергии от Солнца. 12. В процессе жизнедеятельности живых организмов в экосистеме создается и расходуется живое (органическое) вещество. Продуктивность экосистемы — это масса живого вещества, образованного в единицу времени на единице поверхности. Выделяют первичную продуктивность – продуктивность продуцентов, вторичную продуктивность – консументов. Первичная продуктивность продуцентов 0,5 % от количества солнечной энергии. Вторичная продуктивность (масса растительноядных) будет еще ниже, составлять всего 1 % от первичной. При дальнейшем перемещении по трофической цепи происходит дальнейшее снижение энергии. Поэтому на 1 кг веса растительноядного животного расходуется около 70-90 кг травы. 13. Продуктивность измеряется в единицах энергии, массы или в числах (количестве животных). Графическое отображение соотношения продуктивности различных звеньев трофической цепи представляет собой пирамиду. Различают пирамиды массы, энергии и чисел. Различают пирамиды массы, энергии и чисел. Массы: 80000кг растений 1000 кг говядины 50 кг чел. Энергии: 210 9 кДж солнечной энергии 10 7 кДж растений(0,05%) 10 5 кДж говядины 10 3 кДж чел. Чисел: 310 7 (30 млн.) травинок 3 коровы 1 чел. Для человека энергетически более выгодно растительное питания и наиболее дорого-использование в пищу хищных видов. Так, с энергетической точки зрения 1 кг окуня или щуки обходится природе в 7 раз дороже, чем 1 кг говядины. Отсюда видно преимущество традиционного разведения растительноядных видов (свиньи, куры, коровы). У них перевод энергии пищи в собственную биомассу выше, чем у хищников. 14. Если бы не было круговорота веществ, то постепенно все ресурсы неорганических веществ перешли бы в массу мертвой органики. Этого не происходит, так как все химические элементы циркулируют в биосфере по характерным путям из внешней среды в организм и опять во внешнюю среду. Выделяют следующие виды круговоротов: Биогеохимический цикл — это большой круговорот химических веществ через неживую природу и живые организмы называется («био» здесь относится к живым организмам, а «гео» — к горным породам, почве, воздуху и воде). 1) Геологический круговорот длится сотни тысяч или млн. лет. Включает процессы разрушения горных пород, выветривания продуктов, снесение их потоками в Мировой океан, образование морских пластов, лишь частично возвращаемых на сушу с осадками, с извлекаемыми водными организмами, крупные медленные процессы опускания материков и поднятия морского дна, перемещение морей и океанов, сопровождающееся возвращением пластов на сушу и повторением процессов. Вещества, вовлеченные в геологический круговорот, находятся в резерве по отношению к живым организмам, т.е. составляют резервный фонд. «Резервный фонд» — большая масса медленно движущегося вещества, вовлеченного в геологический круговорот и не связанного с живыми организмами.15.2) Малый круговорот — часть большого на уровне биогеоценоза: питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в растениях, расходуются на построение тела и жизненные процессы растений, затем животных, образующиеся продукты распада органического вещества разлагаются редуцентами до минеральных компонентов и вновь вовлекаются в поток веществ (трофические цепи): 
продуценты перв.консументы втор.консументы 
мин.вещества редуценты Скорость биотического круговорота в сотни тысяч и млн. раз больше, чем геологического, т.к. все биологические превращения катализируются ферментами, которые в сотни тысяч и млн. раз активнее неорганических катализаторов. Вещества, вовлеченные в малый круговорот, доступны живым организмам и составляют «обменный фонд» — сравнительно небольшое количество вещества, для которого характерен быстрый обмен между организмами и окружающей средой. Круговорот углерода: Углеродный скелет является основой всех органических веществ. Резервом углерода являются минеральные отложения (карбонаты и ископаемые виды топлива) и небольшой, но активный фонд в атмосфере (СО2).
Источник